JPH03198107A - 産業用ロボットの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はラインを構成するステージに設置された産業用
ロボットの制御方法に関する。

（従来の技術） 例えば自動化された自動車生産ラインは一連の複数のス
テージから構成され、各ステージにはティーチングプレ
イバック型の産業用ロボット（以下、単にロボットと呼
ぶ。）が設置されている。

そして、各ロボットにはティーチデータに基づいてロボ
ットの作動を個別的に制御するロボットコントローラが
接続されており、これらのロボットコントローラはもう
一段階上のラインコントローラにより総括制御されてい
る（第１図参照）。

このような生産ラインに何らかの異常が生じた場合には
直ちにラインを停止させ、再稼働が可能な状態にライン
を復旧させることが要請される。

この点、従来は、ラインを構成する全てのロボットにつ
き、選択的に、作業者がティーチボックスを使用して一
部ロボットを他の部材と干渉しない安全な位置に退避さ
せ、そこからロボットを原点位置に戻したり、または、
ロボットを動作経路上にそっくりそのまま逆戻しして原
点位置に戻したり、または、ロボットを引き続き継続し
て実行させ原点位置に戻したりしていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、作業者のマニュアル操作による場合には
、完全復旧までに長時間を要すると共に、作業者が操作
を誤るとロボットが他の部材と干渉する虞がある。また
、ロボットを単に逆戻しさせる場合には、戻し時に不要
な作業を実行させなければならず、また、その作業は戻
し時におけるインターロックを見ながら実行しなければ
ならないため、この場合にも復旧にはやはり時間がかか
ってしまう。しかも、ラインのロボットを全て一律に逆
戻しするため、継続実行が可能なロボットまで不必要な
逆戻しをさせることになる。

なお、特開昭６２−２１１７０５号公報には、ロボット
が他の部材と干渉することなく復旧作業を短時間で行な
えるようにするため、１台のロボットにつき、各作業位
置ごとにそこから原点位置に直接戻る適当な退避経路を
ティーチングするようにした方法が開示されている。し
かし、ラインを構成する全てのロボットについて前記テ
ィーチングを行なうことは、確かに理想的ではあるが、
膨大な量のティーチングデータが必要となるので事実上
極めて困難であり、また、非常時のためだけにこうした
ことをするのは不経済でもある。

本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされ
たものであり、ラインに異常が生じた時、ラインを構成
する全てのロボットを迅速、確実かつ容易に原点位置に
復帰させることが可能なロボットの制御方法を提供する
ことを目的をする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するための本発明は、ラインを構成する
複数のステージに設置された各産業用ロボットに、通常
の作業時に使用される動作経路データ及び作業位置デー
タ並びに作業内容データから成る前進実行用ティーチデ
ータと、ライン異常時に使用され得る他の部材と干渉し
ない退避経路データのみから成る後退実行用ティーチデ
ータとを予めティーチングしておき、ラインに異常が発
生した時、停止させるべきステージを判断し、その判断
結果に基づいて前記複数のステージのうち停止させる必
要のないステージの産業用ロボ・ソトへ前進指令を出す
一方、停止させるべきステージのロボットへは後退指令
を出し、前進指令を受けた産業用ロボットは前記前進実
行用ティーチデータに基づいて通常の動作を継続して実
行させ、後退指令を受けた産業用ロボットは後退実行用
ティーチデータに基づいて原点位置に復帰させることを
特徴とする。

（作用） ラインに異常が生じた時、ロボットを前進させるか後退
させるかの判断がステージごとに行なわれ、その結果、
後退指令を受けたステージのロボットは、後退実行用テ
ィーチデータが選択され、後退時に不要な作業を実行す
ることなく、しかも、他の部材と干渉しない経路を辿っ
て原点位置に復帰することになる。従って、迅速かつ確
実、容易にラインを再稼働が可能な状態に復旧させるこ
とができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明方法を適用した自動車生産ラインの一部
概略構成図である。

１つの生産ラインは複数のステージ（工程）、例えばＡ
ステージ、Ｂステージ、Ｃステージなどから構成されて
いる。そして、各ステージには産業用ロボット１２が少
なくとも１台設置され、各ロボット１２はそれ専用の各
ロボットコントローラ１１によって個別的に制御される
。さらに、このラインの総括制御がひと段階上のライン
コントローラ１０により行われる。

第２図は本発明に係るライン異常時におけるうインコン
トローラから各ステージの産業用ロボットへの指令内容
を示す説明図である。

ラインコントローラ１０から各ステージのロボットコン
トローラ１１へは前進指令または後退指令のいずれかが
出力され、後述するように、前進指令が出力された場合
には前進実行用ティーチデータが選択され、後退指令が
出力された場合には後退実行用ティーチデータが選択さ
れるようになっている。

このラインコントローラ１０から、ライン異常時に各ス
テージに出力される指令内容は、第２図に示されるよう
にラインの異常内容によって異なる。即ち、ラインの異
常がＡステージの異常に起因する場合は、Ａステージの
み停止させれば足りるので、Ａステージにのみ後退指令
が出力され、ＢステージやＣステージなど他のステージ
には継続して前進指令が出力される。Ｂステージ異常ま
たはＣステージ異常に起因する場合についても同様に、
それぞれＢステージまたはＣステージにのみ後退指令が
出力される。従って、Ａステージ、Ｂステージ及びＣス
テージ以外の他のステージの異常が原因の場合には、Ａ
ステージ、Ｂステージ及びＣステージへは継続して前進
指令が出力される。場合によってはラインを構成するス
テージを全て停止させるべき異常が生じ得る。この場合
にはＡステージ、Ｂステージ及びＣステージを含む全ス
テージに後退指令が出力される。

第３図は第２図に示されるような指令を出すラインコン
トローラの動作フローチャートであり、ラインコントロ
ーラ１０の動作を示している。

ラインの異常を検知する各種センサからの検知信号はラ
インコントローラ１０に入力され（ステップ１）、ここ
でライン異常が検知される（ステップ２）。ラインに異
常がなければ通常の作業が完了するまで以上の動作が繰
り返される（ステップ３）。しかし、ラインに異常が生
じた時にはその異常原因に基づいて停止させるべきステ
ージの判断が行われる（ステップ４）。そして、その判
断結果に基づいて停止させるべきステージのロボットへ
はロボットが原点位置に復帰するまで後退指令が出力さ
れる（ステップ５）。以上の動作はラインの復旧作業が
完了するまで繰り返される（ステップ６）。

第４図は本発明に係る産業用ロボットへのティーチデー
タを示す説明図であり、同図中のＰｏ〜Ｐ４点及びＱ点
は第６図に示されるものと同じである。

各ロボット１２に教示するティーチデータは２種類あり
、それらはラインコントローラ１０から前進指令が出力
されている時に実行される前進実行用ティーチデータ（
フラグＦ＝０で表される。）と、後退指令が出力されて
いる時に実行される後退実行用ティーチデータ（フラグ
Ｆ＝１で表される。）とである。

前進実行用ティーチデータ（Ｆ＝０）には、動作経路Ｓ
及び作業位置（Ｐ２、Ｐ３など）並びに作業内容（スポ
ット溶接）に関するデータが含まれており、それらは、
作業ステップ順に、Ｐｏ点から２１点へ移動（ステップ
番号１、以下同様。）、２２点へ移動（２）、スポット
溶接（３）　、２３点へ移動（４）、スポット溶接（５
）　、Ｐａ点へ移動（６）、途中省略して最後に原点位
置Ｐ。

へ移動（Ｘ）という実行内容を有する。

他方、後退実行用ティーチデータ（Ｆ＝１）には、２１
点からＰ。点へ移動、２２点から２１点へ移動、Ｑ点か
ら２２点へ移動、２４点からＱ点へ移動などといった退
避経路Ｔに関するデータのみが含まれており、作業内容
（スポット溶接）に関するデータは含まれていない。

この退避経路Ｔは基本的には通常の動作経路Ｓを逆向き
に戻るものであるが、本実施例では２４点から２３点へ
戻る時ロボット１２が治具又はワーク又は別のロボット
のような他の部材と干渉する可能性があるため、他の部
材と干渉する虞のない逃げ位置Ｑを別に設けて、部分的
に２４点からＱ点、Ｑ点から２３点という経路上を退避
させるようにしている。それゆえ、後退実行用ティーチ
データに基づいてロボット１．２を移動させる場合、イ
ンターロックは無視できる。

なお、ロボット１２の制御はＦＴＰ制御またはＣＰ制御
のいずれであっても良い。

第５図は第４図に示されるようなティーチデータが記憶
されているロボットコントローラの動作フローチャート
であって、ロボット１２の動作を示している。

ロボット１２の起動時、ロボット１２のフラグＦはＦ＝
０に（ステップ１）、また、ロボット１２の現在の作業
ステップｎはｎ＝０に（ステップ２）初期化される。そ
して、ラインコントローラ１０からの入力信号（ステッ
プ３）の中に後退指令がなければ（ステップ４）、現在
の作業ステップｎがｎ＝ｏ＋１＝１に設定され（ステッ
プ５）、フラグＦ＝０のティーチデータつまり前進実行
用ティーチデータのうち作業ステップ番号１のデータが
人力される（ステップ６）。ここでインターロックが掛
ってなければ問題ないが、インターロックが掛っておれ
ばインターロックがなくなるまで待機しくステップ７）
、インターロックがなくなると作業ステップ番号１のテ
ィーチデータに基づいて動作が実行される（ステップ８
）。現在の作業ステップｎ＝１が全作業ステップＸつま
り作業ステップ番号Ｘと等しくなければステップ３に戻
るが、ｎ＝Ｘつまり作業が完了すればロボットは原点位
置に戻り終了する（ステップ９）。

ところが、ラインに異常が発生し当該ロボット１２に後
退指令が出力された場合（ステップ４）、ロボット１２
のフラグＦはＦ＝１になり（ステップ１０）、フラグＦ
＝１のティーチデータつまり後退実行用ティーチデータ
が入力される（ステップ１１）。そして、この後退実行
用ティーチデータに基づいてロボット１２は退避経路上
を移動しくステップ１２）、ロボット１２が原点位置に
復帰するまでステップ１１、ステップ１２が繰り返され
る（ステップ１３）。なお、後退実行用ティーチデータ
に基づいて移動する際、前述のように、インターロック
は無視される。

第６図は第１図に示された１つのステージに設置された
産業用ロボットを示す斜視図であり、スポット溶接用ロ
ボットについて例示している。

このロボット１２はアーム先端のロボットハンドにスポ
ット溶接ガン１３が装着されており、この溶接ガン１３
によって自動車車体等のワークに溶接作業を施す。即ち
、通常の場合、前述のように、ラインコントローラ１０
からロボットコントローラ１１へ前進指令が出力され、
ロボット１２の溶接ガン１３は前進実行用ティーチデー
タに基づいて原点位置Ｐ。から始まる閉ループ状の動作
経路Ｓ上を順次移動し、Ｐ２、Ｐ３などの作業位置にお
いてスポット溶接を実行する。

ところが、例えば溶接ガン１３が２４点にある時ライン
に異常が発生し、ラインコントローラ１０から当該ロボ
ットコントローラ１１に後退指令が出力された場合には
、前述のように、後退実行用ティーチデータが選択され
、これに基づいて溶接ガン１３は退避経路Ｔ上を移動す
る。つまり、部分的に２４点からＱ点、Ｑ点から２３点
という動作経路Ｓと異なる経路を通って原点位置Ｐ。に
復帰する。なお、後退に際し、作業を実行しないこと、
及びインターロックを無視することは前述の通りである
。

従って、本実施例によれば、予めロボット１２に前進実
行用ティーチデータと後退実行用ティーチデータとを予
めティーチングしておき、後退実行用ティーチデータに
ついては後退時に他の部材と干渉する虞のない退避経路
に関するデータのみから成り、ラインに異常が生じた時
、異常原因たるステージのロボットに対してのみ退避指
令を出して後退実行用ティーチデータに基づいて当該ロ
ボットを原点位置に復帰させるようにしたので、後退指
令を受けたロボットは後退時に不要な作業を行なうこと
なくかつインターロックを無視して、他の部材と干渉す
ることなく原点位置に戻ることができる。よって、ライ
ン異常時におけるラインの復旧が迅速かつ確実に実現さ
れる。

また、本実施例によれば、退避経路に関するデータは基
本的には通常の動作経路に関するデータと同じものを使
用するので、後退実行用ティーチデータのティーチング
が比較的簡単で済み経済的である。

［発明の効果］ 以上の説明により明らかなように、本発明によれば、ラ
インに異常が生じた場合、迅速かつ確実、容易にライン
を再稼働の可能な状態に復旧させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を適用した自動車生産ラインの一部
概略構成図、第２図は本発明に係るライン異常時におけ
るラインコントローラから各ステージの産業用ロボット
への指令内容を示す説明図、第３図は第２図に示される
ような指令を出すラインコントローラの動作フローチャ
ート、第４図は本発明に係る産業用ロボットへのティー
チデータを示す説明図、第５図は第４図に示されるよう
なティーチデータが記憶されているロボットコントロー
ラの動作フローチャート、第６図は第１図に示された１
つのステージに設置された産業用ロボットを示す斜視図
である。 １０・・・ラインコントローラ、１１・・・ロボットコ
ントローラ、１２・・・産業用ロボット、１３・・・溶
接ガン、 Ｐ。 ・・・原点位置、 １ 〜Ｐ４ ・・・位置座標、 ・・・逃げ位置、 Ｓ・・・動作経路、 Ｔ・・・退避経路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ラインを構成する複数のステージに設置された各産業用
   ロボットに、通常の作業時に使用される動作経路データ
   及び作業位置データ並びに作業内容データから成る前進
   実行用ティーチデータと、ライン異常時に使用され得る
   他の部材と干渉しない退避経路データのみから成る後退
   実行用ティーチデータとを予めティーチングしておき、
   ラインに異常が発生した時、停止させるべきステージを
   判断し、その判断結果に基づいて前記複数のステージの
   うち停止させる必要のないステージの産業用ロボットへ
   前進指令を出す一方、停止させるべきステージのロボッ
   トへは後退指令を出し、前進指令を受けた産業用ロボッ
   トは前記前進実行用ティーチデータに基づいて通常の動
   作を継続して実行させ、後退指令を受けた産業用ロボッ
   トは後退実行用ティーチデータに基づいて原点位置に復
   帰させることを特徴とする産業用ロボットの制御方法。